苯加氢项目培训教材

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1、苯加氢项目培训资料加氢单元工艺技术一、概述1概述加氢精制单元包括粗苯预分馏系统、加氢反应系统、稳定塔系统。粗苯预分馏系统主要设备为预分馏塔。加氢反应系统主要设备包括一段反应器、二段反应器、氢气压缩机、反应加热炉、循环氢加热炉和循环氢洗净塔。稳定塔系统主要设备为稳定蒸馏塔。粗苯原料在加氢单元先经过预分馏系统脱除重苯，然后经加氢系统，在催化剂的作用下，不饱和化合物和含有硫、氮、氧的杂质组分别发生加成反应和氢解反应，而被脱除。接下来经过稳定塔系统将加氢油中的轻质组分如甲烷、硫化氢等脱除，最终将满足产品生

2、产要求的C5-C8馏份送至萃取蒸馏单元。2基本定义加氢-一种烃类加氢的化学工艺，用于脱除污染物和使碳键饱和。此套装置具体作用是去除硫和氮、链烯烃和双烯烃双键的饱和，但芳烃双键有限饱和。催化剂-一种增加一个反应开始发生化学变化的速度的物质。Axens公司使用氧化铝为载体的粒状和长粒状钴/氧化钼和镍/氧化钼为催化剂。芳烃化合物-一种非常稳定、难以处理的环状HC（烃）。可能有侧链，例如在枯烯和苯乙烯中都有侧链。在石脑油中，只存在单环（单芳香烃），但也可能有微量的双环芳香烃存在，例如萘。链烯烃/二烯烃-不

3、稳定链状HC，在碳和氢气之间有一个或两个双键。特别是在高温或有氧气存在时，可通过聚合作用形成胶类。严苛性-用于达到理想产品质量的反应器条件。高压高温和低空间速度可视为更加严苛的条件。H2/HC比例-进入反应器的总氢气流量与进入反应器的总HC进料量之比。该比例越高，成焦反应越少。3加氢原理3.1主要反应－脱硫-氢气与烃中的硫反应形成硫化氢。并饱和环中硫腾出的位置。这些条件很容易达到。－饱和－就是将氢插入双C/C键。这一快速反应要求不但有温和的操作条件，而且还要有高放热量（即反应热）。当进料中二烯烃的

4、含量较高时，该反应将在一个独立的反应条件严苛性不高的反应段进行。这样可以避免温度剧增和催化剂床层的拥塞。-脱氮与脱硫类似，但由于涉及反应动力学而更加困难。氮既可以在6-碳，也可以在5-碳芳香环结构内。6-碳指的是最难脱除的“碱性”氮化合物。在石脑油中是吡啶化合物。“非碱性”氮化合物与5-碳碱性结构有关，略微容易饱和。脱氮反应趋向于确定这类加氢反应条件严苛性的要求。-芳香饱和：由于芳香烃是需要的产物，故而是一种最困难且不受欢迎的反应。需要仔细选择反应条件的严苛性，以便在没有任何不必要的芳烃含量损失的

5、条件下实现需要的反应。3.2催化剂-结构上加氢催化剂属于一种携带氧化镍和氧化钼的多孔氧化铝载体材料。与钴相比，镍在脱氮反应中表现更好。活性金属晶格点即为各种反应的位置，反应在有大量多余氢气的条件下发生，从而降低成焦。-NiMo和CoMo催化剂都在COLO加氢装置中使用。-由于不可避免地存在一些积焦，因而会使载体的孔隙结构逐步堵塞，进而降低催化剂的活性。最后，必须增加严苛性来保持产品质量，但同时又趋于加速成焦反应。-反应系统将在催化剂再生停止或需要更换时达到最高设计温度（机械或反应限制）。但这样的情

6、况在正常运行情况下，至少12个月内不应该发生，特别是COLO之类的轻原料更应如此。影响催化剂选择性的其它因素有：再生后的活性恢复；压碎强度；压降；选择性。3.3严苛性指反应器内达到理想反应要求的条件。有三个参数需要考虑：a.温度-指加氢装置操作中的调整选择。在反应需要的最低温度开始运行，然后在整个运行阶段非常缓慢地增加温度。如果增加过快，将导致加速成焦。b.压力-可以增加压力提高严苛性，但实际应用中，压力已根据基本工艺设计设置，只能降低。如果压力较低，将会降低氢气的分压，依次又导致焦化。因此，压力

7、需要保持稳定在其设计值。c.驻留时间-按照实际催化剂床层上标准进液量（设计依据）的“空间速度”测量的一个值。如果进液量下降，那么驻留时间便增加，（空间速度降低）。这意味着严苛性增加，反应进行的时间更长，因此需要降温补偿。d.H2/HC比例则是进入反应器的总循环氢气流量与总进料量之比，可使用w/w（重量比）或v/v（体积比）。大蒸发量和严苛操作条件时，该比例应更高，否则便会促进焦炭形成。设计选择的循环流量为该比例与压缩成本之间的一个折衷值，一般而言，除非是为了要满足进料速度，否则不应降低。工艺目标是

8、在反应器内保持一个特定的氢气分压。e.进料的相位-第一台反应器主要是需要低H2/HC比例的液相。二、工艺流程1预分馏工序COLO加氢装置的进料是钢铁制造过程的副产品，它由富含芳烃的物料组成，同时还含有硫、氮、烯烃和二烯烃。该物流由C4到C10+之间的烃类组成。COLO加氢装置的设计处理量是12,500千克/小时或10万公吨/年，年开工率为8,000小时。界区外来的进料供应压力为35kPaG、温度为15oC。进料由COLO进料泵P-2101A/B输送，在流量控制下送入预分馏塔C-21